ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİAnaliz Çeşitleri ve Temel Kavramlar

Yrd. Doç. Dr. Gökçe MEREY

Analiz

• Nitel (Kalitatif) Analiz:Bir örnekte hangi bileşen

ve/veya bileşenlerin (atom,iyon, molekül) olduğununtayinine nitel (kalitatif) analizdenir.

• Nicel (Kantitatif) Analiz:Bileşenin miktar veya

derişiminin tayinine de nicel (kantitatif) analiz denir.

Analiz

• Klasik (Yaş) Analiz:Terazi, etüv, fırın gibi temellaboratuar cihazları kullanılarakmajor ve/veya minör düzeydekibileşenlerin tayin edilmesine denir.1-5 katyon ve 1-5 anyon analizleriklasik (yaş) nitel analize örnekverilebilirken, gravimetrik vevolumetrik analiz ise klasik (yaş)nicel analizi oluşturur.

• Enstrümental Analiz:Genel laboratuvar cihazlarının yanı sıra,çeşitli analitik cihazların kullanıldığıyöntemlerdir.1- Spektroskopik Metodlar2- Elektrokimyasal Metodlar3- Kromatografik metodlar4- Termal analiz metodları

Ölçülen Özellik Aletli Analiz YöntemiIşın Absorpsiyonu Spektrofotometri (X-ışını, UV, GB, IR), NMR, ESR spektroskopisi…Işın Emisyonu Emisyon spektroskopisi (X-ışınları, UV, GB, elektron, Auger,)

Floresans, Fosforesans ve Lüminesans SpektroskopisiIşın Saçılması Türbidimetri, Nefolometri, Raman SpektroskopisiIşın Kırılması Refraktometri, interferometriIşın Difraksiyonu X-ışınları ve elektron difraksiyon yöntemleriIşın rotasyonu Polarimetri, dairesel dikroizmElektrik potansiyeli Potansiyometri, KronopotansiyometriElektrik yükü KulometriElektrik akımı Amperometri, PolarografiElektriksel direnç Kondüktometri (İletkenlik Ölçümü)Kütle GravimetriKütle/yük Kütle spektroskopisiTepkime Hızı Kinetik yöntemlerTermal Özellikler Termal gravimetri, DTA, Termal İletkenlikRadyoaktivite Nötron Aktivasyon Analiz, İzotop seyreltme yöntemleri

Analiz Süreci

Yöntem seçimi Temsili numune alma

Lab. numunesi hazırlama

Tekrar numunesi alma

Numuneleri çözme

Bozucu etkileri giderme

Analit özelliğini ölçme

Sonuçları hesaplama

Sonuçların güvenirliğini

belirleme

UYARICI CEVAP

İncelenen Numune

Enerji Kaynağı

Analitik Bilgi

Analizde Temel Bileşenler

Sinyal Üreteci

Dedektöregiriş

Analitik Sinyal Sinyal

işlemcisi

Elektrik veya Mekanik sinyal

12.301

Çıkış sinyali

Metre

Kaydedici

Dijital ölçek

Enstrüman

Analitik Yöntem Seçimi

• Beklenen doğruluk, • Numune miktarı,• Numunedeki analit (analizi istenen madde) konsantrasyonu,• Numunedeki diğer maddelerin cevap durumu,• Numune ortamının fiziksel ve kimyasal özellikleri,• Kaç numune analiz edileceği,

Ayrıca hız, kolaylık, maliyet de yöntem seçimini etkiler.

Kesinlik• Aynı yolla elde edilen deney verilerinin arasındaki uyum

derecesine analitik verilerin kesinliği denir.• Rasgele veya belirsiz hataların bir ölçüsüdür.

Mutlak standart sapma, s

푠 =∑ 푥푖 − 푥표푟푡 2

푁 − 1

Bağıl standart sapma, RSD

Varyasyon katsayısı, CV

RSD =

Varyans, s2CV = x % 100

Kesinlik için sayısal ölçütler:

Sapma (Bias)• Bir analitik yöntemdeki sistematik veya belirli hataların ölçüsüdür.

μ: ölçümlerin ortalamasıxt: gerçek değer

Sapma = μ-xt

Sistematik hatalar:

Cihaz hatalarıKişisel hatalarYöntem hataları

Duyarlık

• Bir cihazın veya bir yöntemin duyarlılığı, bir analit derişimindekiküçük farkları ayırt edebilme kabiliyetinin bir ölçüsüdür.

• Duyarlığı iki faktör etkiler:• Kalibrasyon eğrisinin eğimi (kesinliği aynı olan iki yöntemden kalibrasyon

eğrisi daha dik olan tercih edilir).• Ölçüm aracının kesinliği veya tekrarlanabilirliği

Gözlenebilme Sınırı• Belirli bir güven seviyesinde tayin edilebilen en küçük analitderişimi veya kütlesi

Çalışma Aralığı

• Kalibrasyon eğrisinin doğrusallıktan sapma gösterdiği derişime kadar olan aralıktır.

Validasyon (Yöntemin Geçerliliği)

• Metodun veya ölçüm prosedürünün belirlenen amaçlarauygunluğunun objektif olarak test edilerek yazılı delillerlekanıtlanmasıdır.

• Bir metodun performansını belirlemek için yapılan bir takımdeğişkenlere göre test ve ölçme işlemleridir. Çeşitli alanlarda pekçok karar, yapılan ölçümlerin sonucuna dayanılarak verilir. Doğrukarar verebilmek için analitik ölçüm sonucunun doğru ve güvenilir(tekrarlanabilir) olması gerekir.

Validasyon

Bir metotla yapılan ölçümün sonuçları• Laboratuvar koşulları,• Cihaz,• Kullanılan kimyasallar,• Deney yapanın deneyimigibi faktörlere bağlıdır.Bu nedenle metodun ölçüm sonucuna etki eden parametreleri tektek ölçerek ölçüm sonucuna etkileri belirlenmeli ve ölçülmelidir.

Validasyon

• Standart bir metot bir laboratuvarda ilk defa uygulanacağı zaman, • Bir analiz için yeni metot geliştirildiği zaman, • Kullanılan metotta değişiklik yapıldığında, • Geçerliliği belirlenmiş bir metot başka bir laboratuvarda

kullanılacağı zaman • Farklı bir kişi veya farklı bir cihazla kullanılacağı zaman, • İki metodu karşılaştırmak için, • Kalite kontrol testleri sonunda metodun performansında zamanla

bir değişme olduğu anlaşıldığında metot geçerliliği (validasyonu) yapılır.

Validasyon• Uluslar arası kabul edilen çeşitli geçerlilik (validasyon) kriterleri

mevcuttur. ISO/IEC, ICH, US EPA, US FDA, USP, cGMP gibi

kurumlar tarafından belirlenmiş kriterler kullanılmaktadır.

Seçicilik• Bir yöntemin seçiciliği, numunedeki diğer maddelerden

etkilenmeden sadece ilgilenilen maddeyi ölçebilme özelliğidir.

Kesinlik (Tekrarlanabilirlik)

Ölçüm sonuçlarının birbirlerine yakınlığını (tekrarlanabilirliği)gösterir. Standart sapma, varyans veya varyasyon katsayısı ile verilir.

Aynı laboratuvar, aynı araştırmacı, aynı cihaz ile 5-6 paralel tayin 3farklı matriksde, 2-3 farklı derişimle yapılır.

Doğruluk

• Ölçülen değerin doğru ya da doğru kabul edilen değere yakınlığını

gösterir, mutlak hata ya da bağıl hata terimleri ile açıklanır.

• Doğruluk bağıl bir terimdir. Yöntemin doğruluk derecesi bilim

adamlarının ihtiyaçlarına ve analitik problemin zorluğuna bağlıdır.

• Uluslararası bağımsız laboratuvarlar tarafından tayin edilmiş

değerleri doğru değer olarak kabul edilen Standart Referans

Maddelerin tayininden elde edilen sonuç ile aynı maddenin

Kesinlik iyi

Kesinlik KötüDoğruluk Kötü

Doğruluk kötü

Doğruluk iyiKesinlik İyi

Standart Eğri Oluşturma

Sinyal ve Gürültü

• Sinyal/Gürültü oranı: Gürültünün etkisi ölçülen miktar azaldıkça büyür.

• Gürültü KaynaklarıKimyasal gürültüAletsel gürültüKesikli gürültüTitreşme gürültüsüÇevresel gürültü

Gürültü Nasıl Azaltılır?

• Donanımla• Topraklama ve Perdeleme• Fark ve Cihaz Yükselticiler• Analog Filtreleme• Modülasyon• Sinyal kesme; Kesici Yükselticiler• Lock-in Amplifikatör

• Yazılımla• Toplu ortalama• Boxcar ortalama• Dijital filtreleme